Siguiendo una Proteína Fuera de la Célula

Siguiendo una Proteína Fuera de la Célula

La llegada de la microscopía electrónica permitió a los investigadores ver la célula y sus estructuras en un nivel de detalle sin precedente. George Palade utilizó esta herramienta no solo para ver los finos detalles de la célula, sino que también para analizar el proceso de secreción. Combinando la microscopía electrónica con experimentos de pulso y caza, Palade descubrió el camino que siguen las proteínas para dejar la célula.

Trasfondo

Además de sintetizar las proteínas para realizar funciones celulares, muchas células también deben producir y secretar proteínas adicionales que realizan sus deberes fuera de la célula. El mecanismo de secreción de la proteína fascinó a muchos biólogos celulares, incluyendo a Palade. En la investigación temprana sobre secreción, las células fueron interrumpidas y varios organelos fueron separados por centrifugación. Estos estudios del fraccionamiento de la célula habían demostrado que las proteínas secretadas están presentes en vesículas ligadas a la membrana asociadas al retículo endoplasmático (ER), donde se sintetizan, y con la membrana plasmática, donde son lanzados eventualmente de la célula. Desafortunadamente, los resultados de estos estudios eran difíciles de interpretar debido a las dificultades en la obtención

limpia de separaciones entre los diferentes organelos de la célula. Para hacer más claro el camino, Palade se volvió a una técnica desarrollada recientemente, la autoradiografía de alta resolución, que le permitió seguir proteínas marcadas radioactivamente como se movieron dentro de la célula. Su trabajo llevó al seminal encontrando que las proteínas secretadas viajan dentro de vesículas del ER al complejo de Golgi, y luego a la membrana plasmática.

El experimento

Palade quiso identificar cuál de las estructuras celulares y organelos participan en la secreción de proteína. Para estudiar un proceso tan complejo, él eligió cuidadosamente un sistema modelo apropiado para sus estudios, la célula exocrina pancreática, la cual es responsable de producir y secretar grandes cantidades de enzimas digestivas.

Palade primero examinó el camino de la secreción de proteína in vivo inyectando conejillos de india con la [3H] leucina, la cual fue incorporada en proteínas nuevamente hechas, marcándolas radioactivamente. En los puntos de tiempo de 4 minutos a 15 horas, los animales fueron sacrificados, y el tejido pancreático fue fijado. Sometiendo a los especímenes a la autoradiografía y viéndolos en un microscopio electrónico, Palade podría rastrear donde estaban las proteínas marcadas en células a varios

tiempos. La sorpresa vino en los puntos de tiempo intermedios. Más que viajar directamente desde el ER a la membrana plasmática, las proteínas marcadas radioactivamente aparecerían detenidas en el complejo de Golgi en la mitad de su viaje. Además, nunca hubo un punto donde las proteínas radioactivas no fueran confinadas a vesículas.

La observación de que el complejo de Golgi estuvo implicado en la secreción de proteínas era asombrosa e intrigante. Para abordar a fondo el papel de este organelo en la secreción de proteínas, Palade se volvió a experimentos in vitro de pulso y caza, los cuales permitieron un monitoreo más preciso de las proteínas

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